速调管功率源课件.ppt
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- 速调管 功率 课件
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1、20132013年年中个人考核报告年年中个人考核报告李健李健CSNS直线射频系统直线射频系统 Page散裂中子源进展汇报 April 28,2023一、一、本考核年度内工程项目的任务完成和执行情况本考核年度内工程项目的任务完成和执行情况RFQ加速器加速器4616电子管功率源的研制电子管功率源的研制直线直线LLRF批产样机研制批产样机研制400Hz串联谐振脉冲高压电源批产串联谐振脉冲高压电源批产速调管、调制器速调管、调制器、撬棒等功率源系统设备的批产、撬棒等功率源系统设备的批产聚束器、散束器固态放大器射频功率源的批产聚束器、散束器固态放大器射频功率源的批产本系统其他的工作本系统其他的工作2Pag
2、e散裂中子源进展汇报 April 28,2023一、一、本考核年度内工程项目的任务完成和执行情况本考核年度内工程项目的任务完成和执行情况RFQ加速器加速器4616电子管功率源的研制电子管功率源的研制直线直线LLRF批产样机研制批产样机研制400Hz串联谐振脉冲高压电源批产串联谐振脉冲高压电源批产速调管、调制器速调管、调制器、撬棒等功率源系统设备的批产、撬棒等功率源系统设备的批产聚束器、散束器固态放大器射频功率源的批产聚束器、散束器固态放大器射频功率源的批产本系统其他的工作本系统其他的工作3Page散裂中子源进展汇报 April 28,2023l优越性:优越性:以以46164616四极管功率源方
3、案替代国际上常四极管功率源方案替代国际上常用的速调管功率源方案,特定用的速调管功率源方案,特定对于对于RFQRFQ加速器加速器(324MHz/530kW/650s/25pps),具有具有造价低、造价低、体积重量小、电压低、效率高体积重量小、电压低、效率高等优点。这是等优点。这是国际上国际上首次尝试将此型四极管功率源首次尝试将此型四极管功率源用于用于324MHz工作工作频频率的中脉冲工作状态,率的中脉冲工作状态,技术上有所创新技术上有所创新,亦,亦开辟了开辟了一个新的功率源品种一个新的功率源品种以供加速器设计者选择。以供加速器设计者选择。l测试结果:测试结果:每台放大器末级输出功率都超过每台放大
4、器末级输出功率都超过350kW350kW设计指标,设计指标,整套功率源总功率大于整套功率源总功率大于700kW700kW,远超过,远超过RFQRFQ加速器的功率需求加速器的功率需求。4速调管功率源速调管功率源(约(约12001200多万多万元,体积庞大)元,体积庞大)46164616电子管功率源电子管功率源(合同签订价格(合同签订价格656656万元万元(不含(不含LLRFLLRF约约5050万),万),体积小)体积小)Vs.Vs.Page散裂中子源进展汇报 April 28,2023l进展情况:进展情况:u2012.62012.6,分系统加电测试完毕,整机组装完毕具备联调测试条件;,分系统加
5、电测试完毕,整机组装完毕具备联调测试条件;u2012.7-82012.7-8,经几周加班加点调试,经几周加班加点调试,7 7月月1313日夜间日夜间峰值功率峰值功率达到指标要求的达到指标要求的350kW350kW,8 8月月2121日继续调试日继续调试上冲到上冲到400kW400kW;u20122012下半年下半年 本组年轻人完全加入到调试工作中,遇到诸多困难和故障,逐本组年轻人完全加入到调试工作中,遇到诸多困难和故障,逐一予以解决:第二台机器输出腔高频功率输出口焊口处有裂缝,联系厂家修一予以解决:第二台机器输出腔高频功率输出口焊口处有裂缝,联系厂家修复;由于一号厅水冷系统水压不稳波动过大,造
6、成阳极冷却水路密封圈受损复;由于一号厅水冷系统水压不稳波动过大,造成阳极冷却水路密封圈受损导致漏水故障,致使内腔高压输入接头打火损坏,修复后遂更换高可靠性的导致漏水故障,致使内腔高压输入接头打火损坏,修复后遂更换高可靠性的流量开关和压力过高连锁节点,确保系统运行可靠;环行器打火损坏运回绵流量开关和压力过高连锁节点,确保系统运行可靠;环行器打火损坏运回绵阳阳9 9所返修等等。所返修等等。u2013.1-42013.1-4,由于一号厅要为,由于一号厅要为ADSADS项目进行水电改造,因此花了项目进行水电改造,因此花了2 2个多月的时个多月的时间将间将46164616四极管功率源设备拆装到航天二院四
7、极管功率源设备拆装到航天二院2323所昌平马池口基地继续进行调所昌平马池口基地继续进行调试。试。3 3月中旬,完成重新组装,单台调机输出功率都重新回到了月中旬,完成重新组装,单台调机输出功率都重新回到了350kW350kW以上。以上。经过不断摸索,初步找到了保持机器稳定运行的一些调试方法(如经过不断摸索,初步找到了保持机器稳定运行的一些调试方法(如提高离子提高离子泵电源的输出电压,以利改善管子在高功率下的真空状态泵电源的输出电压,以利改善管子在高功率下的真空状态)。)。u目前,已初步完成一昼夜开机验证可靠性,正在开展整机拷机前的准备工目前,已初步完成一昼夜开机验证可靠性,正在开展整机拷机前的准
8、备工作,以及解决各种技术细节问题和进行必要的测试实验。作,以及解决各种技术细节问题和进行必要的测试实验。l预计整个项目会按计划完成!预计整个项目会按计划完成!5Page散裂中子源进展汇报 April 28,2023Front Panel of Control Racks6Solid state amp.LLRF&InlerlockPSM ControlHeater PS,Screen PS,power distribution Page散裂中子源进展汇报 April 28,20237Page散裂中子源进展汇报 April 28,20238 设计指标达标实测功率:设计指标达标实测功率:350kW
9、 nominal output power 20.4kV 350kW nominal output power 20.4kV plate voltage(30 PSM modules);plate voltage(30 PSM modules);上冲试验输出功率:上冲试验输出功率:400kW output power 400kW output power 21kV plate voltage 21kV plate voltage(31 PSM modules).(31 PSM modules).Test Result of the single set of 4616 Tetrode RF A
10、mplifierPage散裂中子源进展汇报 April 28,2023一、一、本考核年度内工程项目的任务完成和执行情况本考核年度内工程项目的任务完成和执行情况RFQ加速器加速器4616电子管功率源的研制电子管功率源的研制直线直线LLRF批产样机研制批产样机研制400Hz串联谐振脉冲高压电源批产串联谐振脉冲高压电源批产速调管、调制器速调管、调制器、撬棒等功率源系统设备的批产、撬棒等功率源系统设备的批产聚束器、散束器固态放大器射频功率源的批产聚束器、散束器固态放大器射频功率源的批产本系统其他的工作本系统其他的工作9Page散裂中子源进展汇报 April 28,202310主要进展情况:主要进展情况
11、:l2012.6 2012.6 在一号厅洁在一号厅洁973973净核能净核能RFQRFQ加速器上完成了加速器上完成了CSNSCSNS的定型版本样机的的定型版本样机的实实验测试,验测试,实现了各种设计功能,达到并超过了各项技术设计指标。经过接下来实现了各种设计功能,达到并超过了各项技术设计指标。经过接下来半年的运行改进,证明系统稳定可靠。半年的运行改进,证明系统稳定可靠。设计指标设计指标实测数据实测数据幅度稳定度幅度稳定度1 10.2 no beam0.3 50s&20mA beam相位稳定度相位稳定度1 10.25 no beam0.35 50s&20mA beaml2012.8 2012.8
12、 启动启动CSNS 9CSNS 9套套LLRFLLRF批产设计,确定了软件算法逻辑问题,以及结构工批产设计,确定了软件算法逻辑问题,以及结构工艺设计艺设计,如:机箱插件的布局、接口丝印名称的命名、器件的选型等问题。如:机箱插件的布局、接口丝印名称的命名、器件的选型等问题。l2012.9 2012.9 完成完成LLRFLLRF离线测试离线测试用用小型模拟实验腔小型模拟实验腔制造,通过测试满足实验要求制造,通过测试满足实验要求l2013.1-2 2013.1-2 完成第一套模拟组件(时钟分配、上完成第一套模拟组件(时钟分配、上/下变频、本振)的制造与测试下变频、本振)的制造与测试l2013.3 2
13、013.3 九套批产自动恒温箱制造完成九套批产自动恒温箱制造完成l2013.4 2013.4 完成完成VSWRVSWR快速保护及功率采样用检波器样件的设计制造和测试。快速保护及功率采样用检波器样件的设计制造和测试。l2013.5 2013.5 完成完成第一套第一套LLRFLLRF批产样机硬件的电装。目前正在进行批产样机硬件的电装。目前正在进行FPGA/DSPFPGA/DSP的软件的软件调试。调试。l预计预计8 8月份按计划完成月份按计划完成第一套第一套LLRFLLRF批产样机的批产样机的RFQRFQ功率源联调功率源联调Page散裂中子源进展汇报 April 28,202311数字组件恒温箱(内
14、装模拟组件)第一套第一套LLRF批产样机硬件的电装完成批产样机硬件的电装完成Page散裂中子源进展汇报 April 28,2023设计制作了LLRF研究实验平台所需的小型模拟实验腔,经调试和更换不同长度的调谐杆的比较测试实验,测试结果完全可以满足LLRF离线测试实验要求。QL280012Test cavity will be used forPage散裂中子源进展汇报 April 28,2023检波器的研制测试检波器的研制测试13此关键器件用作此关键器件用作VSWRVSWR快速保护及功率采快速保护及功率采样,对响应速度和功率分辨率要求较高,样,对响应速度和功率分辨率要求较高,目前市场上现成的检
15、波器,不仅价格昂目前市场上现成的检波器,不仅价格昂贵,而且很难满足我们的需求,因此我贵,而且很难满足我们的需求,因此我们与厂家合作自行研制了此对数检波器,们与厂家合作自行研制了此对数检波器,测试结果令人满意。测试结果令人满意。特性曲线延时36ns上升沿89ns1414位位ADAD采样采样的功率分辨率的功率分辨率为为0.03dB/mV0.03dB/mVPage散裂中子源进展汇报 April 28,2023一、一、本考核年度内工程项目的任务完成和执行情况本考核年度内工程项目的任务完成和执行情况RFQ加速器加速器4616电子管功率源的研制电子管功率源的研制直线直线LLRF批产样机研制批产样机研制40
16、0Hz串联谐振脉冲高压电源批产串联谐振脉冲高压电源批产速调管、调制器速调管、调制器、撬棒等功率源系统设备的批产、撬棒等功率源系统设备的批产聚束器、散束器固态放大器射频功率源的批产聚束器、散束器固态放大器射频功率源的批产本系统其他的工作本系统其他的工作14Page散裂中子源进展汇报 April 28,202315主要进展情况:主要进展情况:l 2012.6.8 2012.6.8 召开开标评标会,确定武汉泛科公司为中标厂家召开开标评标会,确定武汉泛科公司为中标厂家l 2012.7.26 2012.7.26 完成合同审核双方签字盖章;完成合同审核双方签字盖章;8 8月起,与厂家密切合作,派月起,与厂
17、家密切合作,派人跟踪并监督每一步的批产工艺质量,尤其包括谐振电抗器关键原材料人跟踪并监督每一步的批产工艺质量,尤其包括谐振电抗器关键原材料LitzLitz线外协厂家的加工情况。线外协厂家的加工情况。l 2012.10 2012.10 完成总体工艺设计方案评审完成总体工艺设计方案评审l 2013.32013.3 所有外部加工部件到位,我们派人开始驻厂参加子系统调试所有外部加工部件到位,我们派人开始驻厂参加子系统调试l 2013.4 2013.4 完成完成400Hz400Hz变频电源安装调试,并通过了满负荷试验变频电源安装调试,并通过了满负荷试验l 2013.5 2013.5 完成谐振电容器、谐振
18、电抗器、隔离硅堆直流储能电容器组装,完成谐振电容器、谐振电抗器、隔离硅堆直流储能电容器组装,目前正在准备第一套批产样机系统空载联调目前正在准备第一套批产样机系统空载联调l预计预计8 8月份能够按计划完成第一套批产样机空载出厂测试,准备发往东莞月份能够按计划完成第一套批产样机空载出厂测试,准备发往东莞基地基地Page散裂中子源进展汇报 April 28,202316400Hz变频电源变频电源用大功率电阻对变频电源进行满功率负荷试验用大功率电阻对变频电源进行满功率负荷试验双路输出总有效功率双路输出总有效功率200kW 2(远大于(远大于250kW合同指标要求)合同指标要求)Page散裂中子源进展汇
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